Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 50 мм²: полный технический анализ и область применения
Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 50 мм² представляет собой силовой кабель на напряжение 35 кВ с алюминиевыми жилами сечением 50 мм², предназначенный для стационарной прокладки в электрических сетях. Его конструкция и материалы подобраны для обеспечения высокой надежности, пожарной безопасности и долговечности в условиях интенсивной эксплуатации. Расшифровка маркировки является ключом к пониманию его характеристик: П – изоляция из сшитого полиэтилена, в – оболочка из поливинилхлоридного пластиката, Внг(В) – исполнение по нераспространению горения категории В, LS – Low Smoke, пониженное дымовыделение, 35 кВ – номинальное напряжение, 50 мм² – номинальное сечение токопроводящей жилы.
Конструкция кабеля ПвВнг(В)-LS 35 кВ 50 мм²
Конструкция кабеля является многослойной, каждый слой выполняет строго определенную функцию. Основные элементы конструкции, от центра к периферии:
- Токопроводящая жила. Изготавливается из алюминия (материал А) круглой формы, однопроволочная или многопроволочная, в зависимости от требований гибкости. Сечение 50 мм² соответствует требованиям ГОСТ и ТУ.
- Экран по жиле. Полупроводящей слой, наложенный экструзией поверх жилы. Выравнивает электрическое поле вокруг жилы, предотвращая локальные перенапряжения и ионизацию.
- Изоляция. Выполнена из сшитого полиэтилена (XLPE). Этот материал, подвергнутый процессу поперечной сшивки молекул, обладает высокой температурной стойкостью (допустимая температура длительной эксплуатации +90°C), отличными диэлектрическими и механическими свойствами.
- Экран по изоляции. Также выполнен из полупроводящего сшитого полиэтилена. Вместе с экраном по жиле формирует цилиндрический конденсатор, обеспечивая радиальное распределение электрического поля.
- Поясная изоляция. Накладывается поверх скрученных изолированных жил. Обычно выполняется из полупроводящих или специальных лавсановых лент.
- Металлический экран. Выполняется в виде медной ленты, наложенной спиральной обмоткой, или в виде медных проволок. Предназначен для защиты от внешних электромагнитных помех, обеспечения симметрии электрического поля и выполнения функции нулевой жилы (при заземлении) в случае однофазных замыканий на землю.
- Оболочка. Внешний защитный слой из поливинилхлоридного пластиката пониженной горючести (ПвВнг). Оболочка обеспечивает механическую и химическую защиту, а также отвечает за огнестойкие свойства кабеля.
- Высокая допустимая температура. Рабочая температура +90°C против +70°C у бумажно-пропитанных кабелей. Это позволяет пропускать большие токи нагрузки или использовать кабель меньшего сечения.
- Отсутствие риска стекания пропитки. Кабель можно прокладывать на вертикальных и наклонных трассах без ограничений по перепаду высот.
- Простота монтажа и оконцевания. Не требует сложных систем подпитки и герметизации торцов, как кабели с бумажной изоляцией.
- Высокая стойкость к влаге и агрессивным средам. Герметичная конструкция и свойства полимерных материалов обеспечивают долгий срок службы.
- Пожарная безопасность. Исполнение «нг(В)-LS» означает, что кабель не распространяет горение при групповой прокладке (категория В по ГОСТ Р МЭК 60332-3-22), а при пожаре выделение дыма и коррозионно-активных газообразных продуктов понижено.
- Питающие линии от ГПП (главной понизительной подстанции) к цеховым и районным ТП (трансформаторным подстанциям) на промышленных предприятиях.
- Распределительные сети в городской и сельской инфраструктуре.
- Прокладка в кабельных сооружениях (тоннелях, коллекторах, эстакадах, галереях).
- Прокладка в производственных помещениях с условиями пожароопасности.
- Прокладка в земле (траншеях) при условии защиты от механических повреждений (броневыми лентами или плитами). Важно отметить, что базовая модификация ПвВнг(В)-LS не имеет брони, поэтому для прокладки в земле без защитных труб или лотков требуется заказ кабеля в бронепокрове (например, ПвБбШвнг-LS).
- Радиус изгиба. Должен строго соблюдаться. Для одножильных кабелей он обычно больше, чем для трехжильных. Превышение радиуса изгиба может привести к повреждению изоляции и экранов.
- Растягивающее усилие. При прокладке не должно превышать значений, указанных в технической документации. Как правило, для алюминиевых жил сечением 50 мм² усилие не должно превышать 1500-2000 Н.
- Заземление. Металлические экраны (оплетки) кабелей на напряжение 35 кВ должны быть заземлены с двух концов для обеспечения нормального режима работы и безопасности. В схемах с односторонним питанием допускается заземление экрана с одной стороны, но это требует специального расчета.
- Соединение и оконцевание. Требуют применения специальных кабельных муфт – соединительных и концевых. Для изоляции из сшитого полиэтилена используются термоусаживаемые или холодноусаживаемые муфты. Качество монтажа муфт является ключевым фактором надежности всей линии.
- Испытания. После монтажа кабельная линия подлежит высоковольтным испытаниям выпрямленным напряжением (например, 105 кВ в течение 15 минут) для проверки состояния изоляции.
Технические характеристики и параметры
Кабель соответствует требованиям ТУ 16.К71-335-2004 и другим отраслевым стандартам. Его основные технические параметры сведены в таблицы.
Таблица 1. Основные электрические и механические параметры
| Параметр | Значение / Описание |
|---|---|
| Номинальное напряжение, U0/U, кВ | 20,6 / 35 |
| Число и сечение жил, мм² | 1×50, 3×50 |
| Максимальная рабочая температура жилы, °C | +90 |
| Допустимая температура при КЗ (не более 5 сек), °C | +250 |
| Минимальная температура монтажа без предварительного подогрева, °C | -15 |
| Строительная длина, не менее, м | 150-200 (зависит от производителя) |
| Радиус изгиба при монтаже | Не менее 15 наружных диаметров кабеля |
| Сопротивление изоляции, МОм·км, не менее | 1000 |
Таблица 2. Токовые нагрузки для кабеля 3×50 мм² (ориентировочные, согласно ПУЭ 7 изд.)
| Условия прокладки | Длительно допустимый ток, А (при температуре земли +25°C и жилы +90°C) |
|---|---|
| В земле (в траншее), один кабель | 165 А |
| В воздухе (на открытом воздухе, в помещении), один кабель | 155 А |
| В воздухе, несколько кабелей вплотную (с учетом коэффициента снижения) | ~120-140 А (требуется точный расчет) |
Особенности и преимущества кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена (XLPE)
Использование сшитого полиэтилена в качестве изоляции является отраслевым стандартом для кабелей среднего и высокого напряжения. По сравнению с традиционной бумажно-пропитанной изоляцией, кабель ПвВнг(В)-LS обладает рядом критически важных преимуществ:
Область применения и условия прокладки
Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 50 мм² предназначен для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 35 кВ частотой 50 Гц. Основные сферы применения:
Кабель не предназначен для прокладки в взрывоопасных зонах (требуются специальные исполнения), а также для подвижного подключения.
Требования к монтажу, эксплуатации и соединению
Монтаж кабеля 35 кВ требует высокой квалификации персонала и соблюдения строгих правил.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
В чем ключевое отличие кабеля ПвВнг-LS от ПвПнг-LS или АПвПуг?
Буква после обозначения материала изоляции («П») указывает на материал оболочки. ПвВнг-LS – оболочка из ПВХ пластиката. ПвПнг-LS – оболочка из полиэтилена. Полиэтиленовая оболочка обладает лучшими механическими и диэлектрическими свойствами, часто используется для прокладки в земле или в воде. АПвПуг – кабель с изоляцией из сшитого полиэтилена, с алюминиевой жилой (А), в полиэтиленовой оболочке (П), без защитного покрова («г» – голый), часто используется для СИП-систем или открытой прокладки, где не требуется защита от горения.
Можно ли прокладывать кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 50 мм² в земле (траншее)?
Да, но с серьезными оговорками. Базовая конструкция без бронепокрова не имеет защиты от механических воздействий (например, при раскопках). Прокладка в земле допускается только в защитных полиэтиленовых или асбоцементных трубах, либо в лотках, засыпанных грунтом, с обязательной сигнальной лентой над трассой. Для прямой прокладки в грунт необходимо применять бронированный кабель, например, ПвБбШвнг(В)-LS, где «Бб» – броня из двух стальных оцинкованных лент, «Шв» – защитный шланг из ПВХ.
Как правильно выбрать сечение 50 мм² для проекта? Достаточно ли его?
Выбор сечения – результат электромеханического расчета, который включает: длительно допустимый ток нагрузки с учетом условий прокладки и количества параллельных кабелей, потерю напряжения, термическую стойкость к токам короткого замыкания, экономическую плотность тока. Сечение 50 мм² на напряжение 35 кВ является относительно небольшим и часто используется для питания трансформаторов мощностью 2.5-4 МВА или для фидеров с умеренной нагрузкой. Для ответственных линий с большими токами требуются сечения 120, 150, 240 мм² и более.
Что означает категория «нг(В)» и чем она отличается от «нг(А)»?
Это категория нераспространения горения при групповой прокладке по ГОСТ 33259 (МЭК 60332-3). Испытания проводятся в специальной камере с вертикальным пучком кабелей. Категория нг(В) означает, что кабель не распространяет горение при испытании в пучке с высоким тепловым воздействием (высвобождаемая мощность 40,5 кВт). Категория нг(А) – высшая, соответствует испытанию при мощности 60,5 кВт. Для большинства промышленных объектов и общественных зданий требуется как минимум категория В.
Требуется ли для данного кабеля система постоянного контроля изоляции?
Для сетей 35 кВ с изолированной нейтралью или нейтралью, заземленной через дугогасящий реактор, применение систем постоянного контроля изоляции (например, типа «СИЗ») является стандартной и рекомендуемой практикой. Это позволяет оперативно выявлять и локализовывать однофазные замыкания на землю, предотвращая развитие повреждений. В сетях с эффективно заземленной нейтралью такие системы, как правило, не применяются.
Какой срок службы у данного кабеля?
Номинальный срок службы кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, при соблюдении условий транспортировки, монтажа и эксплуатации, составляет не менее 30 лет. Фактический срок службы может быть больше и определяется совокупностью факторов: стабильностью нагрузки, отсутствием перегрузок, качеством соединений, коррозионной агрессивностью среды, механическими воздействиями.
Заключение
Кабель ПвВнг(В)-LS 35 кВ 50 мм² является современным, надежным и безопасным решением для построения распределительных сетей среднего напряжения. Его конструкция на основе сшитого полиэтилена обеспечивает высокие электрические и эксплуатационные характеристики, а исполнение по нераспространению горения и пониженному дымовыделению делает его пригодным для прокладки в местах с массовым пребыванием людей и на ответственных промышленных объектах. Корректный выбор, профессиональный монтаж и соблюдение правил эксплуатации являются залогом многолетней бесперебойной работы кабельной линии.